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1、第7章 功率电子电路第1页，共27页，编辑于2022年，星期一直流稳压电源框图（直流稳压电源框图（1 1）直流稳压电源的直流稳压电源的作用作用-提供稳定的提供稳定的直流电压源直流电压源直流稳压电源的直流稳压电源的组成组成-由由变压器变压器、整流整流、滤波滤波及及稳压稳压4 4部部分电路组成分电路组成直流稳压电源的直流稳压电源的结构结构交流交流电源电源正弦交流正弦交流变压器变压器正弦交流正弦交流整流整流电路电路脉动信号脉动信号直流信号滤波滤波电路电路有纹波的直流有纹波的直流信号信号稳压稳压电路电路负载负载稳定的直流信稳定的直流信号号end第2页，共27页，编辑于2022年，星期一单相桥式整流电路
2、（单相桥式整流电路（1 1）1 1、电路结构、电路结构220V50HzD1D2D3D4+-u1u2RL+-uo交流电交流电源源降压变降压变压压桥式桥式整流整流负载负载2 2、工作原理、工作原理D D1 1、D D3 3导通导通D D2 2、D D4 4截止截止在在u u2 2正半周：正半周：在在u u2 2负半周：负半周：D D1 1、D D3 3截止截止D D2 2、D D4 4导通导通第3页，共27页，编辑于2022年，星期一单相桥式整流电路（单相桥式整流电路（2 2）3 3、电路主要参数、电路主要参数（1 1）输出电压平均值）输出电压平均值u uo(AV)o(AV)u uo(AV)o(A
3、V)（2 2）输出电流平均值）输出电流平均值i io(AV)o(AV)（3 3）二极管电流平均值）二极管电流平均值i iD(AV)D(AV)（4 4）二极管最高反向电压）二极管最高反向电压U URMRM（5 5）输出电压脉动系数）输出电压脉动系数S S第4页，共27页，编辑于2022年，星期一单相桥式整流电路（单相桥式整流电路（3 3）4 4、电路的简化画法、电路的简化画法220V50Hz+-u1u2RL+-uo+-220V50HzD1D2D3D4+-u1u2RL+-uoend第5页，共27页，编辑于2022年，星期一滤波电路（滤波电路（1 1）1 1、电路结构、电路结构220V50HzD1D
4、2D3D4+-u1u2RL+-uoC交流电交流电源源降压变降压变压压桥式整桥式整流流负载负载电容电容滤波滤波2 2、工作原理、工作原理D1、D3导通导通电容充电电容充电D1D4截止截止电容放电电容放电D2、D4导通电容充电u电容的选择电容的选择电容耐压电容耐压电容容量电容容量u输出电压平均值输出电压平均值Uo(AV)1.2U2第6页，共27页，编辑于2022年，星期一滤波电路（滤波电路（2 2）3 3、其它滤波电路、其它滤波电路RC-型滤波器RL-型滤波器可以将电容、可以将电容、电感互换吗？电感互换吗？end第7页，共27页，编辑于2022年，星期一稳压二极管稳压电路（稳压二极管稳压电路（1
5、1）交流电交流电源源降压降压变压变压桥式整桥式整流流负载负载电容滤电容滤波波u电路结构电路结构220V50HzD1D2D3D4+-u1u2RL+-uoCR+-UZ稳压稳压电路电路u稳压工作原理稳压工作原理造成输出电压不稳造成输出电压不稳定的因素：定的因素：输入电压波动输入电压波动负载变化负载变化（1 1）设电源设电源u u1 1增大增大、负载不变、负载不变稳压过程：稳压过程：u1u2u0u0uZ(b)伏安特性伏安特性UZIZIZIRIRu0uRuRu0（2 2）设电源设电源u u1 1不变、负载不变、负载增大增大稳压过程：稳压过程：RLu0uZIZIRuRu0第8页，共27页，编辑于2022年
6、，星期一稳压二极管稳压电路（稳压二极管稳压电路（2 2）u例：有一稳压管稳压电路，设例：有一稳压管稳压电路，设R RL L由开路变为由开路变为3k3k，整流滤波后电压，整流滤波后电压u u0 0=45V=45V。若要求输出直流电压。若要求输出直流电压U U0 0=12V=12V，试选择稳压管，试选择稳压管D DZ Z，并确定，并确定R R的大的大小。小。解：解：选择稳压二极管的一般原则是选择稳压二极管的一般原则是UZ=U0IZmax=(1.53)IOmax对本题有，输出电压对本题有，输出电压 U0=12V输出最大电流输出最大电流 查元件手册，选稳压管查元件手册，选稳压管2CW602CW60 ，
7、有，有UZ=11.512.5V、IZ=519mA电阻电阻R R的的选择依据选择依据是什么是什么？电阻电阻R R的大小要保证稳压管工作在的大小要保证稳压管工作在稳压状态稳压状态稳压管工作在稳压状态的条件是什么稳压管工作在稳压状态的条件是什么？稳压管电流稳压管电流I IZ Z满足：满足：IZminIZIZmax第9页，共27页，编辑于2022年，星期一稳压二极管稳压电路（稳压二极管稳压电路（3 3）由电路结构有，由电路结构有，IR=IZ+IO当当R RL L开路时，开路时，即即IO=0，IZ达最大值。据题意，有达最大值。据题意，有IZIzmax=19(mA)而而即即IR=IZIzmax=19(mA
8、)当当RL=3k时，时，即即IOmax=12/3=4(mA)，IZ=IR-4(mA)。据题意，有。据题意，有IZIzmim=5(mA)即即IR=IZ+4 5+4=9(mA)所以所以9IR19(mA)即即将数据代入，得将数据代入，得R R的取值范围为的取值范围为1.74kR3.67kend第10页，共27页，编辑于2022年，星期一线性串联型集成三端稳压器线性串联型集成三端稳压器(3)(3)u集成三端稳压器简介集成三端稳压器简介型号：型号：W78XX、W78MXX、W78LXX-输出输出正正电源电源-输出输出负负电源电源XXXX-输出电压大小输出电压大小有有55、66、88、99、1010、12
9、12、1515、1818、24V24V九个九个等级等级W79XX、W79MXX、W79LXXu外形封装：外形封装：金属菱形塑封金属圆形塑封第11页，共27页，编辑于2022年，星期一线性串联型集成三端稳压器线性串联型集成三端稳压器(4)(4)u三端稳压器基本应用电路三端稳压器基本应用电路220V50Hz+-u1u2+-+470uF0.33uF0.1uFW78XX+-U0123输出直流电压U0=XXU0整流输出电压U0大于UO3-5V防止电路产生自激振荡滤除输出高频信号（1 1）单电源稳压电路单电源稳压电路470uF电容电容作用？作用？第12页，共27页，编辑于2022年，星期一线性串联型集成三
10、端稳压器线性串联型集成三端稳压器(6)(6)（3 3）输出输出电压扩展电压扩展稳压电路稳压电路 调节调节R R2 2，即可改变，即可改变输出电压。输出电压。+-UI+-Uo+-+AR1R3R2+-U+123W78XX0.33uF0.1uFR2设设R=R1+R2+R3，则有则有又设稳压器输出电压为又设稳压器输出电压为U UXXXX，则有，则有UXX=UO-U+-（1 1）-（2 2）将（将（2 2）式代入（）式代入（1 1）式，有）式，有第13页，共27页，编辑于2022年，星期一线性串联型集成三端稳压器线性串联型集成三端稳压器(7)(7)（4 4）输出输出电流扩展电流扩展稳压电路稳压电路0.3
11、3uF0.1uFW78XX+-U0123+-UIRTIOICIO1输出电流输出电流IO=IC+IO1输出电压输出电压UO=UXXu电阻电阻R R的选取：的选取：设设II1IO1，则有则有II1IRIB第14页，共27页，编辑于2022年，星期一线性串联型集成三端稳压器线性串联型集成三端稳压器(8)(8)（5 5）恒流源电路恒流源电路0.33uF0.1uFW78XX+-UI123RRLIO输出电流输出电流I IO O不随不随R RL L变化变化IRIWIO=IR+IWIW稳压器静态电流，基本不变IR=UXX/R所以，所以，IO=UXX/R+IWend第15页，共27页，编辑于2022年，星期一功
12、率放大电路的特点（功率放大电路的特点（1 1）功率放大电路的作用：功率放大电路的作用：用于多级放大电路的输出级，提供用于多级放大电路的输出级，提供一定的功率以一定的功率以驱动负载驱动负载工作。工作。功率放大电路的特点：功率放大电路的特点：1、尽可能大的输出功率、尽可能大的输出功率2、尽可能高的功率转换、尽可能高的功率转换转换效率转换效率PO指负载获得功率PE指电源输出总功率3、允许一定的非线性失真、允许一定的非线性失真第16页，共27页，编辑于2022年，星期一功率放大电路的特点（功率放大电路的特点（2 2）功率放大电路的工作状态功率放大电路的工作状态根据放大根据放大管管Q点的点的不同位置不同
13、位置，可分为三可分为三种工作状种工作状态态1、甲类工作状态、甲类工作状态2、乙类工作状态、乙类工作状态3、甲乙类工作状态、甲乙类工作状态max=50%max=78%不失真不失真失真失真end第17页，共27页，编辑于2022年，星期一 乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（1 1）1 1、电路结构、电路结构T1T2RL+UCC-UCC+-uiuo结构结构特点特点：T T1 1与与T T2 2参数对称参数对称2 2、工作原理、工作原理u静态时，静态时，ui=0因因T T1 1、T T2 2无直流偏置，即无直流偏置，即I IB B=0=0，所以所以T T1 1、T T2 2均工作于乙类状态，均工作于
14、乙类状态，uo=0u动态时，动态时，u ui i为正弦信号为正弦信号在在u ui i的的正正半周，半周，T T1 1导通、导通、T T2 2截止截止在在u ui i的的负负半周，半周，T T1 1截止、截止、T T2 2导通导通第18页，共27页，编辑于2022年，星期一 乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（2 2）3 3、最大输出功率、最大输出功率P POMOM输出电压、电流达最大值输出电压、电流达最大值Uomax=UCC-UCESIomax=（UCC-UCES）/RL第19页，共27页，编辑于2022年，星期一 乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（3 3）最大输出功率计算最大输出功率计算忽
15、略管子的饱和压降忽略管子的饱和压降U UCESCES，有，有Uomax=UCC，所以，所以结论结论：当输出电压达到最大时，输：当输出电压达到最大时，输出功率也达到最大出功率也达到最大输出电压如何能输出电压如何能达到最大？达到最大？有效值第20页，共27页，编辑于2022年，星期一乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（4 4）4 4、转换效率、转换效率由于两个电源交替输出相等功率，所以由于两个电源交替输出相等功率，所以设设i iC C=I=Iomomsinsint t，有，有忽略管子的饱和压降忽略管子的饱和压降U UCESCES，有，有Iom=Iomax=UCC/RL，所以所以转换效率为转换效率为
16、结论结论：当输出电压达到最大时，转换效率也达到最大：当输出电压达到最大时，转换效率也达到最大第21页，共27页，编辑于2022年，星期一乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（5 5）5 5、最大管耗、最大管耗P PTmTm由功率守恒，有电路中由功率守恒，有电路中管耗管耗功放电路的损耗主要消耗在三极管上，故称为管耗注意注意：最大管耗并不出现在输出电压达到最大时：最大管耗并不出现在输出电压达到最大时结论结论：每管的最大管耗：每管的最大管耗=0.2Pom第22页，共27页，编辑于2022年，星期一乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（6 6）6 6、乙类功放电路中的、乙类功放电路中的交越失真交越失真交越
17、失真产生原因产生原因T T1 1、T T2 2存在死区电压存在死区电压解决解决办法办法第23页，共27页，编辑于2022年，星期一乙类互补功放电路（乙类互补功放电路（7 7）7 7、准互补对称功放电路、准互补对称功放电路结构结构特点特点：用复合管实现用复合管实现互补作用互补作用end第24页，共27页，编辑于2022年，星期一OTL功放电路功放电路(1)(1)u乙类互补功放电路的乙类互补功放电路的缺点缺点：-不能采用单电源供电不能采用单电源供电在需要用单电源供在需要用单电源供电的场合电的场合采用采用OTLOTL功放电路功放电路（Output Transformerless)OCL功放电路（Ou
18、tput Capacitorless)第25页，共27页，编辑于2022年，星期一 OTL功放电路功放电路(2)(2)u电路结构电路结构结构结构特点特点：T T1 1与与T T2 2参数对称参数对称u工作原理工作原理（1 1）静态时，静态时，ui=0T1、T2无直流偏置，即无直流偏置，即IB=0，T1、T2均工作于乙类状态。均工作于乙类状态。T1T2RL+UCC+-uiuoC+-uC单电源供电单电源供电又又T1、T2参数对称，则参数对称，则:VO=1/2UCC,uC=1/2UCC uo=0VO第26页，共27页，编辑于2022年，星期一OTL功放电路功放电路(3)(3)end(2)(2)动态时，动态时，ui为正弦信号为正弦信号T1T2RL+UCC+-uiuoC+-uC在在ui的的正正半周，半周，T1导通、导通、T2截止截止uo的最大的最大值为多少值为多少？Uomax=1/2UCC-Uces在在ui的的负负半周，半周，T1截止、截止、T2导通导通T1T2RL+UCC+-uiuoC+-uC电容放电第27页，共27页，编辑于2022年，星期一